模拟电路总复习课件

电子技术基础（模拟部分）模拟电路总复习9/7/20231陇东学院电气工程学院电子技术基础（模拟部分）模拟电路总复习8/3/20231陇东第一章总结1.半导体的基本知识2.Pn结的单向导电性3.二极管的单向导电性及两种模型4.二极管电路分析与计算5.三极管分类、内部结构、特性曲线６.三极管参数、电极判断７.稳压管参数、工作原理9/7/20232陇东学院电气工程学院第一章总结1.半导体的基本知识2.Pn结的单向导电性3.二一、两种半导体和两种载流子两种载流子的运动电子—自由电子空穴—价电子两种半导体N型(多电子)P型(多空穴)二、二极管1.特性—单向导电正向电阻小(理想为0)，反向电阻大(

)。9/7/20233陇东学院电气工程学院一、两种半导体和两种载流子两种载流电子—自由电子空穴—价iDO

uDU(BR)IFURM2.主要参数正向—最大平均电流IF反向—最大反向工作电压U(BR)(超过则击穿)反向饱和电流IR(IS)(受温度影响)IS9/7/20234陇东学院电气工程学院iDOuDU(BR)IFURM2.主要参数正3.二极管的等效模型理想模型(大信号状态采用)uDiD正偏导通电压降为零相当于理想开关闭合反偏截止电流为零相当于理想开关断开恒压降模型UD(on)正偏电压

UD(on)时导通等效为恒压源UD(on)否则截止，相当于二极管支路断开UD(on)=(0.6

0.8)V估算时取0.7V硅管：锗管：(0.1

0.3)V0.2V折线近似模型相当于有内阻的恒压源UD(on)9/7/20235陇东学院电气工程学院3.二极管的等效模型理想模型(大信号状态采用)uDi4.二极管的分析方法图解法微变等效电路法5.特殊二极管工作条件主要用途稳压二极管反偏稳压发光二极管正偏发光光敏二极管反偏光电转换9/7/20236陇东学院电气工程学院4.二极管的分析方法图解法微变等效电路法5.特殊二极管三、两种半导体放大器件双极型半导体三极管(晶体三极管

BJT)单极型半导体三极管(场效应管

FET)两种载流子导电单一载流子导电晶体三极管1.形式与结构NPNPNP三区、三极、两结2.特点基极电流控制集电极电流并实现放大9/7/20237陇东学院电气工程学院三、两种半导体放大器件双极型半导体三极管(晶体三极管BJT放大条件内因：发射区载流子浓度高、

基区薄、集电区面积大外因：发射结正偏、集电结反偏3.电流关系IE=IC+IBIC=

IB+ICEO

IE=(1+

)

IB+ICEOIE=IC+IBIC=

IB

IE=(1+)

IB

9/7/20238陇东学院电气工程学院放内因：发射区载流子浓度高、外因：发射结正偏、集电结反偏3.4.特性iC

/mAuCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O369124321O0.40.8iB

/

AuBE/V60402080死区电压(Uth)：0.5V(硅管)0.1V(锗管)工作电压(UBE(on))

：0.6

0.8V取0.7V

(硅管)0.2

0.3V取0.3V

(锗管)饱和区截止区9/7/20239陇东学院电气工程学院4.特性iC/mAuCE/V100µAOiC

/mAuCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O369124321放大区饱和区截止区放大区特点：1)iB决定iC2)曲线水平表示恒流3)曲线间隔表示受控9/7/202310陇东学院电气工程学院iC/mAuCE/V100µAO35.参数特性参数电流放大倍数

=

/(1

)

=

/(1+

)极间反向电流ICBOICEO极限参数ICMPCMU(BR)CEOuCEOICEOiCICMU(BR)CEOPCM安全工作区=(1+

)ICBO过损耗区9/7/202311陇东学院电气工程学院5.参数特性参数电流放大倍数=/(1例.在晶体管放大电路中，测得三个晶体管的各个电极的电位如图所示。试判断各晶体管的类型（是PNP管还是NPN管，是硅管还是锗管），并区分e、b、c三个电极。9/7/202312陇东学院电气工程学院例.在晶体管放大电路中，测得三个晶体管的各个电极的电位如图小结第一节放大电路组成及工作原理一、基本放大电路定义

由一个放大元件所构成的简单放大电路。放大元件：三极管、场效应管二、基本放大电路组成第二章放大电路基础9/7/202313陇东学院电气工程学院小结第一节放大电路组成及工作原理一、基本放(共射级放大电路)_C2_ui++RCRBRLuoUCCC1•+9/7/202314陇东学院电气工程学院(共射级放大电路)_C2_ui++RCRBRLuoUCCC1三、各元件作用

四.放大电路的组成原则1.电路中要有放大元件，而且电源的设置应与三极管的类型相匹配，使三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，以保证三极管工作在放大状态。

对于NPN管，必须使：UBE>0，UBC<0。２.元件的安排要保证信号的传输。9/7/202315陇东学院电气工程学院三、各元件作用四.放大电路的组成原则1.电路中要有放大第二节放大电路的分析方法一、放大电路的基本概念静态和动态（1）外加输入信号为零时放大电路的工作状态，称为静态。此时放大电路各处的电流和电压都是直流量。

（2）加入输入信号以后放大电路的工作状态，称为动态。此时放大电路中既有交流分量又有直流分量。9/7/202316陇东学院电气工程学院第二节放大电路的分析方法一、放大电路的基本概念静态和动态（直流通路和交流通路电容开路（XC=∞）电感短路（XC=0）放大电路直流通路（1）直流通路：

在直流电源EC作用下，放大电路中直流量的传输路径。（1）直流通路：

9/7/202317陇东学院电气工程学院直流通路和交流通路电容开路（XC=∞）电感短路（XC=0电容、电源短路电感开路（XC=∞）放大电路交流通路（2）交流通路：

交流信号传输的路径。二、静态工作点Q：9/7/202318陇东学院电气工程学院电容、电源短路电感开路（XC=∞）放大电路交流通路（2）交(1)静态工作点的估算ICQIBQ+UBEQ+(直流通路图)RCRBUCC+UCEQIBQ=(UCC-UBEQ)RB(1)ICQ

IBQ(2)UCEQ=UCC-ICQRC(3)9/7/202319陇东学院电气工程学院(1)静态工作点的估算ICQIBQ+UBEQ+(直流通路图)(2).

图解法在三极管的输入输出特性曲线上，用作图的方法，来分析放大电路的工作情况。图解法是分析非线性电路的一种基本方法。9/7/202320陇东学院电气工程学院(2).图解法在三极管的输入输出特性曲线上2.2.3、动态分析静态工作点分析：估算法、图解法。图解法——分析幅值及失真情况。微变等效电路法——分析放大倍数输入电阻、输出电阻,电压放大倍数9/7/202321陇东学院电气工程学院2.2.3、动态分析静态工作点分析：估算法、图解法。图解法—9/7/202322陇东学院电气工程学院8/3/202322陇东学院电气工程学院9/7/202323陇东学院电气工程学院8/3/202323陇东学院电气工程学院已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图3所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。9/7/202324陇东学院电气工程学院已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大NPN型半导体三极管构成的基本放大电路中（图），由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图1（a）、（b）、（c）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。a饱和失真；b截止失真；c

。9/7/202325陇东学院电气工程学院NPN型半导体三极管构成的基本放大电路中（图），由于电路参数3.3.3静态工作点估算若IR>>IB

，则UBQ

≈——————UＣＣRB1RB1＋RB2UEQ＝UBQ－UBEQ直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIＢIＣIEUEIEQ=———=—————UEQREUBQ－UBEQRE9/7/202326陇东学院电气工程学院3.3.3静态工作点估算若IR>>IB，则UBQ直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIＢIＣIEUEICQ≈

IEQ=———————UBQ－UBEQREUCEQ=UCC－ICQRC－IEQRE

=UCC－ICQ

(RC+RE)IBQ=——ICQ

Q值仅与电阻和电源数值有关，而基本与管子的参数无关。注意：该电路计算Q点应从UB入手：UBQUEQIEQICQIBQ、UCEQ9/7/202327陇东学院电气工程学院直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIＢIＣIE=－

——

RL′rbe

Auri=RB1∥

RB2∥

rberO＝RC.RLUo.e.Ii+RCRB+Ui.bc__rbeIbIbβ..Ic′9/7/202328陇东学院电气工程学院=－——RL′Auri=RB1∥RB2∥IiIbUo.+βRLRCrbe+RE1IbIe.Ui.ebc..__RB′

9/7/202329陇东学院电气工程学院IiIbUo.+βRLRCrbe+RE1IbIe.Ui.eb基本放大电路的三种组态3.4.1共集电极放大电路——射极输出器1、电路结构+C1C2RBRLRE+RsUs~+Ucc••••－－UiUO9/7/202330陇东学院电气工程学院基本放大电路的三种组态3.4.1共集电极2、静态分析RBRE+Ucc•IBQ=————————UCC－UBEQRB+(1+

)REUCEQ=UCC－IEQRE=UCC－ICQREICQ=

IBQ+C1C2RBRLRE+RsUs~+Ucc••••－－UiUO9/7/202331陇东学院电气工程学院2、静态分析RBRE+Ucc•IBQ=————————3、动态分析1）求电压放大倍数Au+C1C2RBRLRE+RsUs~+Ucc••••－－UiUOUo=Ie(RE∥

RL)=(1+)IbRE′Ui=Ibrbe+Ie

RE′=Ibrbe+(1+

)IbRE′＝

————————

(1+

)

RE′rbe+(1+

)

RE′Au＝

——UoUi≈1~Ic+Ui-+UO-RLRBrbeIbIiIbbcRERsUsI19/7/202332陇东学院电气工程学院3、动态分析1）求电压放大倍数Au+C1C2RBRLRE+R2）求输入电阻riUi=Ibrbe+Ie

′RE~Ic+Ui-+UO-RLRBrbeIbIiIbbcRERsUsI1Ii=I1+Ib=——+——————Ui

rbe+(1+

)′REUi

RBri=——=RB∥[rbe+(1+

)]Ui

Ii′REUi=I1RBI1=——Ui

RBIb=———————Ui

rbe+(1+

)′RE′RE=Ibrbe+(1+

)Ib射极输出器的输入电阻较大9/7/202333陇东学院电气工程学院2）求输入电阻riUi=Ibrbe+Ie′RE~Ic+Ui-+UO-RLRBrbeIbIiIbbcRERsUsI1３）求输出电阻roIc+RBrbeIbIbbcRERs－UIIReI=IRe

+Ib+

Ib

=——＋(1+

)————UREUrbe+RS′射极输出器的输出电阻很小。(RE>>————)rbe+RS1+

′rbe+RS1+

≈′=RE∥————rbe+RS1+

′ro9/7/202334陇东学院电气工程学院~Ic++RLRBrbeIbIiIbbcRERsI1（a）作多级放大电路的输入极。（b）作多级放大电路的输出极。４）特点和应用（c）作多级放大电路的缓冲级由于ro较小，可提高电路的带载能力。由于ri较大，可提高输入信号的利用率。特点:ri较大，ro较小，Au≈1应用:9/7/202335陇东学院电气工程学院（a）作多级放大电路的输入极。（b）作多级放大电路的输出极。3.4.2、共基极放大电路1、电路结构C2+Ucc~RB1RB2CBRCRE+Uo－RL+Ui－RsUsC1（习惯划法）RL+Ui－RsUs~+Uo－RB1RB2RERCC1C2CB+UCC（基本电路）9/7/202336陇东学院电气工程学院3.4.2、共基极放大电路1、电路结构C2+Ucc~RB1R2、静态分析C2+Ucc~RB1RB2CBRCRE+Uo－RL+Ui－RsUsC1直流通路RERcRB1RB2UBI1I2+UccIＢIＣIEUEICQ≈

IEQ=———————UBQ－UBEQREUCEQ=UCC－ICQRC－IEQRE

=UCC－ICQ

(RC+RE)IBQ=——ICQ

9/7/202337陇东学院电气工程学院2、静态分析C2+Ucc~RB1RB2CBRCRE+RL+R3、动态分析C2+Ucc~RB1RB2CBRCRE+Uo－RL+Ui－RsUsC1IcRcRERLRsUs~+Uo－IeIiIb+Ui－（交流通路）RcRERLRsUs~+Uo－Ii+Ui－IbIcIerbecbe（微变等效电路）9/7/202338陇东学院电气工程学院3、动态分析C2+Ucc~RB1RB2CBRCRE+RL+R1）求电压放大倍数Ui=－IbrbeUo=－Ic

′RL＝－

——

RL′rbeAuUoUi＝

——2）求输入电阻RcRERLRsUs~+Uo－Ii+Ui－IbIcIerbecbeI1I1=Ii+IeIb=－——UirbeIi=I1－Ie=——－(1+

)(－—)Ui

rbeUi

RE=RE∥———rbe1+

ri9/7/202339陇东学院电气工程学院1）求电压放大倍数Ui=－IbrbeUo=－Ic3）求输出电阻RcRERLRsUs~+Uo－Ii+Ui－IbIcIerbecbeI1Us=0，则Ib=0,Ic=0ro=Rc4、三极管共基极电流放大倍数

在共基极接法中，三极管的输入电流为Ie，输出电流为Ic，因此＝—＝——≈1IcIe

1+9/7/202340陇东学院电气工程学院3）求输出电阻RcRERLRs~+Ii+IbIcIerbec2.4.3、三种组态的比较（总结）ri高，ro低，Au小于接近于1，无电压放大作用,具有电压跟随的特点；有电流放大作用。常用作电压放大电路的输入级与输出级．

——三种接法的主要特点和应用

具有较大的电压、电流放大倍数，同时ri高，ro比较适中，故常用作放大电路的输入/输出/中间级；具有倒相作用。1．共射电路：2．射随:9/7/202341陇东学院电气工程学院2.4.3、三种组态的比较（总结）ri高，r3．共基电路②作输出级（输出阻抗低，带负载能力强）ri低，结电容影响小，频率特性好，常用于宽带放大器；ro高，可用作恒流源（在运放内部结构中可以看到它的应用）；无电流放大作用，有电压放大作用，且Uo与Ui同相。——由于其输入阻抗高，对前级取电流小，对信号或前级无影响。①多级放大电路的输入级/中间隔离级9/7/202342陇东学院电气工程学院3．共基电路②作输出级（输出阻抗低，带负载能力强）2.4.3、三种组态的比较（总结）ri高，ro低，Au小于接近于1，无电压放大作用,具有电压跟随的特点；有电流放大作用。常用作电压放大电路的输入级与输出级．

——三种接法的主要特点和应用

具有较大的电压、电流放大倍数，同时ri高，ro比较适中，故常用作放大电路的输入/输出/中间级；具有倒相作用。1．共射电路：2．射随:9/7/202343陇东学院电气工程学院2.4.3、三种组态的比较（总结）ri高，r10080604020μAIB=0uCE(V)5432105

1015iC（mA）UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+Ucc＋－－＋IＢIＣ1K2K11K39K15V2K

如图所示放大电路，试：3）定出对应于iB由0~100μA时，UCE的变化范围，并由此计算Uo（正弦电压有效值）。1）画出直流负载线；求出Q点；2）画出交流负载线；9/7/202344陇东学院电气工程学院100uCE(V)551解:1）UB

≈——————UCCRB2RB1＋RB2=———×15=3.3V1139＋1110080604020μAIB=0uCE(V)5432105

1015iC（mA）QICQ≈

IEQ=—————UBQ－UBEQRE=2.6mA2.6UCEQ=7.2V7.2UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+Ucc＋－－＋IＢIＣ1K2K11K39K15V2K9/7/202345陇东学院电气工程学院解:1）UB≈——————UCCRB2=———×1UCEM＝UCEQ＋

ICQ

RL′=

9.8V10080604020μAIB=0uCE(V)5432105

1015iC（mA）4.89.8Q2.67.2UiC1RcRB1RB2REUBI1I2C2UOUECE+Ucc＋－－＋IＢIＣ1K2K11K39K15V2KUOM1＝UCEQ－UCES=7.2－4.8=2.4VUOM2＝UCEM－UCEQ=9.8－7.2=2.6VUOM＝min(UOM1，UOM2)=2.4VUO=——UOM√2=1.7V9/7/202346陇东学院电气工程学院UCEM＝UCEQ＋ICQRL′=9.8UiC1RcRBUBC2UO+Ucc＋－－＋IＢIＣ3K500K(+12V)RL2K如图电路，=100，试用微变等效电路法求解：1)不接负载电阻时的电压放大倍数；

2)接负载电阻时的电压放大倍数；

3)

ri、rO；

4)信号源内阻RS＝500Ω的电压放大倍数。9/7/202347陇东学院电气工程学院UiC1RcRBUBC2UO+Ucc＋－－＋IＢIＣ3K50多级放大电路的分析和动态参数的计算1、电压放大倍数Au：各级电压放大倍数之积。2、输入电阻：第一级放大电路的输入电阻。3、输出电阻：最后一级的输出电阻。Au=Au1Au2…Aun=∏

Auknk=1ri=ri1ro=ron在分析多级放大电路时，要考虑前、后级之间的相互影响。通常把后一级的输入电阻看作前一级的交流负载电阻，即令：rLk=ri,k+1。9/7/202348陇东学院电气工程学院多级放大电路的分析和动态参数的计算1、电压放大倍数Au：各级例1：如图所示两级阻容耦合放大电路，已知：

1=2=50，计算该电路的总的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。C1RB1100KRB2200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KRc22K+Ucc+12VuoRs2Kus~RB3200KRL6.2K+－9/7/202349陇东学院电气工程学院例1：如图所示两级阻容耦合放大电路，已知：1=2=50UB1

≈—————UCCRB2RB1＋RB2=—————×12200100＋200=8VIB1

=—————————UB1－UBE1RB3+(1+

)RE1

＝0.02mA＝20μAC1RB1100KRB2200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KRc22K+Ucc+12VuoRs2Kus~RB3200KRL6.2K+－ICQ

=

IBQ＝1mAUCE1=UCC-IC1RE1=9V9/7/202350陇东学院电气工程学院UB1≈—————UCCRB2=—————×12UB2

≈—————UCCRB5RB4＋RB5=—————×121533＋15=3.7VIE2

=——————=2mAUB2－UBE2RE2C1RB1100KRB2200KRE13KC2RB433KRB515KRE21.5KRc22K+Ucc+12VuoRs2Kus~RB3200KRL6.2K+－IB2=——=0.04mA=40μAIC2

UCE2

≈UCC－IC2

(RC2+RE2)=

12－2×(2+1.5)=5V9/7/202351陇东学院电气工程学院UB2≈—————UCCRB5=—————×12rbe1=300+(1+)———()=1626Ω=1.6K26mVIE1mArbe2=300+(1+)———()=960Ω=0.96K26mVIE2mAic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo－Rc2RB5rbe2

2ib2ib2~+ui1－+uo1－rbe1

1Ib1ib1Rsus+ui2－RB49/7/202352陇东学院电气工程学院rbe1=300+(1+)———()=1626ΩRL1′=RE1∥RL1

=RE1∥

ri2=0.67K＝

————————

(1+

)

RL1′rbe1+(1+

)

RL1′Au1＝

——Uo1Ui≈0.95RL1=ri2=RB4∥

RB5∥

rbe2=0.87Kic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo－Rc2RB5rbe2

2ib2ib2~+ui1－+uo1－rbe1

1Ib1ib1Rsus+ui2－RB49/7/202353陇东学院电气工程学院RL1′=RE1∥RL1=RE1∥ri2==－

——RL2′rbe2Au2=－78RL2′=RC2∥RL

=1.5KAu=Au1Au2

=0.95×(－78)≈

－75ic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo－Rc2RB5rbe2

2ib2ib2~+ui1－+uo1－rbe1

1Ib1ib1Rsus+ui2－RB49/7/202354陇东学院电气工程学院=－——RL2′Au2=－78RL2′=RC2∥ro=ro2＝RC2＝2Kri=ri1

=(RB3+

RB1∥

RB2)

∥[rbe1+(1+

)RE1′]≈31.5Kic1ic2RLRB3RB2RB1RE1+uo－Rc2RB5rbe2

2ib2ib2~+ui1－+uo1－rbe1

1Ib1ib1Rsus+ui2－RB49/7/202355陇东学院电气工程学院ro=ro2＝RC2＝2Kri=ri1=(RB3基本差动放大电路一、基本差动放大电路UoR2R1R3R4UCCRBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T29/7/202356陇东学院电气工程学院基本差动放大电路一、基本差动放大电路UoR2R1R3R4UC二、抑制零点漂移原理当TiC1iC2，由于两管对称，∆iC1=∆iC2， ∆uC1=∆uC2，理想情况下，电路对称，ui=0时，IC1=IC2，UC1=UC2，所以uo=UC1-UC2=0故：零漂移被抑制。即RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T29/7/202357陇东学院电气工程学院二、抑制零点漂移原理当TiC1由于电路完全对称，两管uC的变化相同，所以uo=0，从而AC=0（实际上两管不可能完全对称，即Uo≠0，但AC很小

）。三、当有信号输入时（ui=0）对称差放的工作情况分成以下几种来讨论：1、ui1=ui2（大小、 相位均相同）——称为共模输入RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T29/7/202358陇东学院电气工程学院由于电路完全对称，两管uC的变化相同，所以uo=0，从而AC2、ui1=－ui2（大小相同、极性相反）——称为差模输入RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T2差模放大倍数：（设ui1为正）即：与单管放大倍数相同。9/7/202359陇东学院电气工程学院2、ui1=－ui2（大小相同、极性相反）——称为差模3、ui1≠ui2(两个输入信号的大小和极性任意的)称为比较输入。问题：为什么要引入差放呢？——引入差动电路的主要目的是多用一个放大管来换取对零漂的抑制。——可分解为共模分量和差模分量9/7/202360陇东学院电气工程学院3、ui1≠ui2(两个输入信号的大小和极性任意的)称四、共模抑制比CMRR：——差模电压放大倍数Ad对共模电压放大倍数Ac之比的绝对值。CMRR越高的差动放大电路，抑制零点漂移的能力越强。例：电路如图（见下页），已知Rc=10k，RB=300k，RS=2k，rbe1=rbe2=1k，

1=2=50。1）此电路若采用单端输出，能抑制零漂吗？2）若结构上完全对称，求差模电压放大倍数Ad和共模电压放大倍数Ac。9/7/202361陇东学院电气工程学院四、共模抑制比CMRR：——差模电压放大倍数Ad对共模电压放RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+UccT1T2AC=0icui1Rcuo1+－•••RSRＬ/2RB

9/7/202362陇东学院电气工程学院RBRcRSRBRcRSui1ui2uo1uo2uo+Ucc典型差动放大电路—长尾式差放+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEE1、利用差动抑制零漂一、工作原理2、利用RP调校对称性由于长尾电路的偏流由负电源UEE提供，所以RB可以不用，而保留RS采用该电路的优点：9/7/202363陇东学院电气工程学院典型差动放大电路—长尾式差放+UCCRcRSRcRSui1u3、利用RE稳定静态工作点，抑制共模信号零漂。1）对于共模输入，iC1、iC2同时增加，iRE增加,uE升高，uBE减小，从而限制iC1、iC2的增加，RE起共模电流负反馈作用,RE共模反馈电阻。+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE2）对于差模输入，∆iC1=－∆iC2,iRE保持不变，∆UE=0，RE不起作用。9/7/202364陇东学院电气工程学院3、利用RE稳定静态工作点，抑制共模信号零漂。1）对于共模输可见，RE引入的共模负反馈使AC减小了，降低了每个管子的零漂；但对Ad没有影响，因此提高了电路的共模抑制比。+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRERE愈大，共模负反馈愈强，零漂越小。但是随着RE的增大，其上的直流压降也愈大，故引入一个负电源UEE来补偿RE上的压降，以免输出电压范围减小；同时也保证UB近似“0”电位。9/7/202365陇东学院电气工程学院可见，RE引入的共模负反馈使AC减小了，降低了每个管子的零漂两管对称二、性能分析ICQIBQRCRS+UCCUEERERP/2IEIRE1．静态分析（Ui=0）：IB1=IB2=IB

IE1=IE2=IE=IRE/2IC1=IC2=IC+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE9/7/202366陇东学院电气工程学院两管对称二、性能分析ICQIBQRCRS+UCCICQIBQRCRS+UCCUEERERP/2IEIRE根据电路：9/7/202367陇东学院电气工程学院ICQIBQRCRS+UCCUEERERP/2IEIRE根据+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2RERP-UEEIRE2．动态分析（ui1=－ui2）：对于差模输入信号，由于两管的输入信号幅度相等而极性相反，所以∆iC1=－∆iC2,流过RE的电流iRE保持不变，则∆uE=0，uE相当于一个固定电位，可等效作电源同样考虑，则在画交流通路时可看作交流地，故得单管交流通路如下：

1）等效电路：icui1Rcuo1+－•••RSRP/2RＬ/29/7/202368陇东学院电气工程学院+UCCRcRSRcRSui1ui2uo1uo2uoT1T2２）放大倍数：

icui1Rcuo1+－•••RSRP/2RＬ/2当在两管的集电极间接入负载RL时，由于差动输入，一管uC升高，另一管uC降低，RL中点的电位不变，相当于交流地，故可以认为每管各带一负载RL/2，所以RL′=RC//（RL/2）。9/7/202369陇东学院电气工程学院２）放大倍数：icui1Rcuo1+－•••RSRP/2Rui=ui1-ui2，输入信号以电压的形式相加减，故可以认为两输入端口之间为串联的关系，所以差模输入电阻为：icui1Rcuo1+－•••RSRP/2RＬ/23）差动输入电阻ri4）差模输出电阻rori=2（RS+rbe）+（1+β）RPro=2RC9/7/202370陇东学院电气工程学院ui=ui1-ui2，输入信号以电压的形式相加减，故可以认为

3.7图P3.7所示电路参数理想对称，晶体管的β均为50，=100Ω，UBEQ≈0.7。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。9/7/202371陇东学院电气工程学院3.7图P3.7所示电路参数理想对称，晶体管的β均为50

解：RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下：

Ad和Ri分析如下：

9/7/202372陇东学院电气工程学院解：RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如9/7/202373陇东学院电气工程学院8/3/202373陇东学院电气工程学院9/7/202374陇东学院电气工程学院8/3/202374陇东学院电气工程学院功放复习9/7/202375陇东学院电气工程学院功放复习8/3/202375陇东学院电气工程学院功率放大电路的相关概念一、对功放的一般要求（特点）1、输出功率尽可能大。对共射接法：2、非线性失真要小。3、效率要高9/7/202376陇东学院电气工程学院功率放大电路的相关概念一、对功放的一般要求（特点）1、输出二、功放分类1．甲类功放——Q点位于交流负载线的中点（Q1）2．乙类功放——Q点位于截止边缘（Q2此时只 有信号的正半周起作用）3．甲乙类功放——Q点处于甲类和乙类之间（Q3 靠近截止区）功放的内部损耗主要是静态管耗（PC=ICQUCEQ），从效率角度考虑，PC越小越好，显然乙类功放管耗最小，其次是甲乙类，但却都易引起失真。9/7/202377陇东学院电气工程学院二、功放分类1．甲类功放——Q点位于交流负载线的中点（Q1）互补对称功率放大电路一、OTL电路（OutputTransformerless）RL+UCCT1T2ACL1．静态时，两管都工作于乙类状态；

2．当Ui在UCC/2上下变化时正半周时，T1导通，T2截止,CL充电，电流由电源提供；负半周时，T1截止,T2导通，CL放电，电流由电容CL提供。3.电路缺点：信号较小时，有交越失真9/7/202378陇东学院电气工程学院互补对称功率放大电路一、OTL电路（OutputTrans二、OTL甲乙类互补对称电路RL+UCCT1T2CL三、OCL甲乙类互补对称功放RL+UCCT1T2－UCC9/7/202379陇东学院电气工程学院二、OTL甲乙类互补对称电路RL+UCCT1T2CL三、OC采用复合管的功率输出级复合管（达林顿管）复合管的类型由第一管决定，第一管的类型相同（若第一管为PNP管，则复合管为PNP型），且b、c、e各极与第一管相同。T2T1T1T2T1T29/7/202380陇东学院电气工程学院采用复合管的功率输出级复合管（达林顿管）复合管的类型由第一管运放复习9/7/202381陇东学院电气工程学院运放复习8/3/202381陇东学院电气工程学院运放结构特点：⑴、因硅片上不能制作大电容，故级间采用直接耦合；⑵、为减少环境温度和干扰等影响，多采用对称电路（如差动电路）和复合电路来改善电路性能；⑶、因为硅片上不易制作高阻值电阻，所以大量采用电流源代替大电阻；⑷、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式。9/7/202382陇东学院电气工程学院运放结构特点：⑴、因硅片上不能制作大电容，故级间采用直接耦合集成运放的组成输入电阻大，输出电阻小，抑制零漂能力强，可输出较大的功率。理想运算放大器1.开环放大倍数Auo

2.差模输入电阻rid

3.开环输出电阻ro04.共模抑制比CMRR5．失调电UOS、失调电流IOS及它们的温漂均为零6．输入偏置电流IB1=IB2=0uo

u-u+－＋＋一、理想运算放大器性能指标9/7/202383陇东学院电气工程学院集成运放的组成输入电阻大，输出电阻小，抑制零漂能力强，可输出1.运放工作在线性区时，有两条重要结论：即：输入电流等于0——虚断。同相输入端和反相输入端近似等电位——虚短。二、开环电压传输特性2．非线性区（饱和区）(1)当u+>

u－，uo=+Uo(sat)(2)当u+<

u－，uo=－Uo(sat)由于rid

，所以此时仍有IB1=IB2=09/7/202384陇东学院电气工程学院1.运放工作在线性区时，有两条重要结论：即：输入电流等于0比例运算电路一、反相比例运算电路-+R1R’Rfuo+ui∞i1if二、同相比例运算电路-+R1R’Rfuo+uiIfI1∞9/7/202385陇东学院电气工程学院比例运算电路一、反相比例运算电路-+R1R’Rfuo+ui∞三、差动比例运算电路-+R1Rfuo+ui2ifi1∞R1Rfui1四、反相求和电路-+R12R’Rfuo+ui2R11ui1

9/7/202386陇东学院电气工程学院三、差动比例运算电路-+R1Rfuo+ui2ifi1∞R1R积分电路和微分电路一、积分电路-+R1R’Cuo+uiifi1∞uo二、 比例积分调节器（PI调节器）-+R1R’Cuo+uiIfIiR2∞uoR2uiR19/7/202387陇东学院电气工程学院积分电路和微分电路一、积分电路-+R1R’Cuo+uiifi三、微分电路-+RR’Cuo+uiific∞9/7/202388陇东学院电气工程学院三、微分电路-+RR’Cuo+uiific∞8/3/2023例：运放电路如图所示，设各级电阻已平衡，t=0时，输入输出电压均为零，求Uo与输入电压之间的关系。-+RC+Ui1-++UoUi2R1R2Ui3R3R’RRF∞∞Uo1例：设计一个能实现Uo=2Ui1-5Ui2+0.1Ui3的求和电路。9/7/202389陇东学院电气工程学院例：运放电路如图所示，设各级电阻已平衡，t=0时，输入输出电电路如图所示，要求（2）若RF1=R1，RF2=R2，R3=R4，写出此时uo与u11，u12的关系式。（1）写出输出电压uo与输入电压u11，u12之间运算关系的表达式。∞u11R1RF1∞Ruou01u12R2R4R3RF2

解：当u01单独作用时当u12单独作用时9/7/202390陇东学院电气工程学院电路如图所示，要求（2）若RF1=R1，RF2=R2，R3=∞u11R1Rf1∞Ruou01u12R2R4R3Rf2电路如图所示，要求（2）若Rf1=R1，Rf2=R2，R3=R4，写出此时uo与u11，u12的关系式。（1）写出输出电压uo与输入电压u11，u12之间运算关系的表达式。（2）若Rf1=R1，Rf2=R2，R3=R49/7/202391陇东学院电气工程学院∞u11R1Rf1∞Ruou01u12R2R4R3Rf2电路反馈复习9/7/202392陇东学院电气工程学院反馈复习8/3/202392陇东学院电气工程学院反馈的分类一、根据反馈信号的成份分：交流反馈：Xf中仅包含交流成份直流反馈：Xf中仅包含直流成份交、直流反馈：交直流成份兼而有之。交流反馈：在反馈支路串有电容；直流反馈：在反馈支路的中间或两端对地接有电容;否则交直流反馈。问题的关键:

电容——隔直通交

一般判别：9/7/202393陇东学院电气工程学院反馈的分类一、根据反馈信号的成份分：交流反馈：Xf中仅包含交判别：采用瞬时极性法二、反馈极性分：正反馈、负反馈三、反馈的组态电压反馈：Xf取自输出电压Uo电流反馈：Xf取自输出电流Io输出端：判别：如果反馈信号和输出信号取自同一极，则为电压反馈，否则为电流反馈。并联反馈：Xf与Xi以电流的形式相加减。串联反馈：Xf与Xi以电压的形式相加减。输入端：判别：如果反馈信号和输入信号加在同一极，则为并联反馈，否则为串联反馈。9/7/202394陇东学院电气工程学院判别：采用瞬时极性法二、反馈极性分：正反馈、负反引入负反馈的一般原则：1．要稳定直流量（如Q点），应引入直流负反馈；2．要稳定交流性能，应引入交流负反馈；要稳定输出电压，应引入电压负反馈；（减小输出电阻）要稳定输出电流，应引入电流负反馈；（提高输出电阻）要提高输入电阻，应引入串联负反馈；要降低输入电阻，应引入并联负反馈。9/7/202395陇东学院电气工程学院引入负反馈的一般原则：1．要稳定直流量（如Q点），应引入UccRc1Rc2RsUs~RFRE1RE2iiUo-+R1R2R3+UiUfUiRLUccRc1Rc2RsUs~RF1RE1RE2iiRF29/7/202396陇东学院电气工程学院UccRc1Rc2Rs~RFRE1RE2iiUo-+R1R2负反馈对放大电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性：提高了（1+AF）倍二、扩展频带：频带展宽了（1+AF）倍三、减小非线形失真及抑制干扰和噪声四、负反馈对输入电阻的影响1、串联负反馈：增大输入电阻，rif=(1+AF)ri（）2、并联负反馈：减小输入电阻，rif=ri/(1+AF)（0）1、电压负反馈：减小输出电阻，也就是稳定输出电压。rof=ro/(1+AF)（0）五、负反馈对输出电阻的影响2、电流负反馈:增大输出电阻，也就是稳定输出电流。rof=(1+AF)ro（）9/7/202397陇东学院电气工程学院负反馈对放大电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性：提高了（深度负反馈放大电路的计算方法一：转换法先求出反馈系数F，然后求出Af，再转换成Auf或Ausf。具体估算步骤如下：1．判别反馈组态，确定A、F的含义；2．画出F电路，列出F表达式；3．求出Af=1/F;4．转换成Auf或Ausf方法二：直接法先找出Xf与Xi的联系（Xf

Xi），然后根据不同的反馈组态，直接求闭环电压放大倍数。9/7/202398陇东学院电气工程学院深度负反馈放大电路的计算方法一：转换法先求出反具体估算步骤如下：1．判别反馈组态，确定Xi、Xf、Xo的形式（电压或电流）；2．画出F电路；3．利用Xf=Xi，求出该组态的Xi与Xo的关系；4．求出Auf或Ausf。画F电路：关键——消除它的正向传输作用对于串联反馈，将输入回路断开对于并联反馈，将输入端短路方法：9/7/202399陇东学院电气工程学院具体估算步骤如下：1．判别反馈组态，确定Xi、Xf、Xo信号处理及产生电路复习9/7/2023100陇东学院电气工程学院信号处理8/3/2023100陇东学院电气工程学院简单电压比较器-++UREFusuo∞usUREFuo+UOM-UOM具有限幅措施的比较器-++UREFusuoDZ

usUREFuo+UZ-UZ9/7/2023101陇东学院电气工程学院简单电压比较器-++UREFusuo∞usUREFuo+UO滞回比较器-++usuoR1R2R3u-u+

UREF9/7/2023102陇东学院电气工程学院滞回比较器-++usuoR1R2R3u-u+UREF8/3例：如图所示：1）写出uo1与ui1、ui2的关系式；2）设：t=0时，uc=0，uo=12V，ui1=-10V，ui2=0，求经过多长时间，uo翻转到-12V？3）从uo翻转到-12V的时刻起，ui1仍为-10V，ui2=15V，求又经过多长时间，uo再次翻转到+12V？4）画出ui1、ui2、uo1与uo的波形。9/7/2023103陇东学院电气工程学院例：如图所示：1）写出uo1与ui1、ui2的关系式；3）从方波发生器-++R2R3u-u+CR1R4DZuo∞振荡周期T的计算：9/7/2023104陇东学院电气工程学院方波发生器-++R2R3u-u+CR1R4DZuo∞振荡周期正弦波振荡电路一、振荡条件：三、振荡电路组成：放大电路、反馈网络——电压并联正反馈选频网络、稳幅环节二、起振和稳幅四、分类（根据选频网络划分）RC正弦波振荡器LC正弦波振荡器石英晶体正弦波振荡器变压器反馈式电感三点式电容三点式9/7/2023105陇东学院电气工程学院正弦波振荡电路一、振荡条件：三、振荡电路组成：放大电路、反馈RC振荡电路f0=2RC1|F|max=1/3•振荡频率：此时有：uo-++RFR1RCRCui++++

9/7/2023106陇东学院电气工程学院RC振荡电路f0=2RC1|F|max=1/3•振荡频率：LC正弦波振荡电路选频性的优劣用品质因数Q标志：振荡频率：一、变压器反馈式正弦波振荡电路二、电感三点式

三、电容三点式（考毕茨电路）

9/7/2023107陇东学院电气工程学院LC正弦波振荡电路选频性的优劣用品质因数Q标志：振荡频率：

电路如图P8.8所示，稳压管DZ起稳幅作用，其稳定电压±UZ＝±6V。试估算：（1）输出电压不失真情况下的有效值；（2）振荡频率。